JP2018155005A

JP2018155005A - 溝形鋼の耐火被覆構造

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Publication number: JP2018155005A
Application number: JP2017052083A
Authority: JP
Inventors: 渡辺　聡; Satoshi Watanabe; 聡渡辺
Original assignee: Misawa Homes Co Ltd
Current assignee: Misawa Homes Co Ltd
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2017-03-17
Publication date: 2018-10-04
Anticipated expiration: 2037-03-17
Also published as: JP6778136B2

Abstract

【課題】溝形鋼を耐火シートで被覆する構造において、溝形鋼の開放端部での耐火シートの曲げを緩やかにして損傷をなくすとともに、耐火性能を向上する。【解決手段】建物の天井梁や床梁等の鉄骨を構成する溝形鋼３を耐火シート５で被覆する構造であって、溝形鋼３の開放端内に、当該開放端より外側に突出する裏当て部材１３が設けられており、溝形鋼３に対し耐火シート５が開放端から外側に突出する裏当て部材１３にまで被覆されている。そして、耐火シート５の重ね代部分５ａは、溝形鋼３の上面側に位置している。さらに、耐火シート重ね代部分５ａの上に沿って、補強用のガラス繊維テープ１５が熱圧着されている。また、裏当て部材１３は、断面コ字状の鋼板で形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、加熱により膨張する耐火シートで溝形鋼を被覆する構造に関する。

建物ユニットの天井梁や床梁等の鉄骨を構成する溝形鋼を、火災時に発泡して膨張することで所定の耐火性を確保する耐火シートで被覆することが行われる（例えば特許文献１参照）。

特開平９−６０１５１号公報

しかし、溝形鋼では、その溝形の開放端部において、耐火シートが急角度で曲げられるため、耐火シートにクラックが入り、火災時の熱で割れやすくなってしまう問題がある。
さらに、溝形の開放端側では、火災時の熱で耐火シートが内側及び外側の両側に発泡し、被覆能力が低下してしまう問題もある。

本発明の課題は、溝形鋼を耐火シートで被覆する構造において、溝形鋼の開放端部での耐火シートの曲げを緩やかにして損傷をなくすとともに、耐火性能を向上することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、例えば図１から図３に示すように、
建物の天井梁や床梁等の鉄骨を構成する溝形鋼３を耐火シート５で被覆する構造であって、
前記溝形鋼３の開放端内に、当該開放端より外側に突出する裏当て部材１３が設けられており、
前記溝形鋼３に対し前記耐火シート５が前記開放端から外側に突出する前記裏当て部材１３にまで被覆されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、溝形鋼３の開放端内に、当該開放端より外側に突出する裏当て部材１３が設けられていて、溝形鋼３に対し耐火シート５が開放端から外側に突出する裏当て部材１３にまで被覆されているので、溝形鋼３の開放端部での耐火シート５の曲げを外側に突出する裏当て部材１３により緩やかにして損傷をなくすことができるとともに、外側に突出する裏当て部材１３に耐火シート５を均等に被覆して耐火性能を向上することができる。
さらに、溝形鋼３の開放端内に、当該開放端より外側に突出する裏当て部材１３が設けられているので、溝形鋼３の剛性も向上する。

請求項２に記載の発明は、例えば図２及び図３に示すように、
請求項１に記載の溝形鋼の耐火被覆構造において、
前記耐火シート５の重ね代部分５ａは、前記溝形鋼３の上面側に位置していることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、耐火シート５の重ね代部分５ａが、溝形鋼３の上面側に位置しているので、例えば耐火シート重ね代部分５ａを溝形鋼３の下面側にした場合よりも重力の影響を受けにくく、火災時の熱による発泡時に、重ね代部分５ａにおける耐火シート５の端部同士が離れにくい。

請求項３に記載の発明は、例えば図２に示すように、
請求項２に記載の溝形鋼の耐火被覆構造において、
前記耐火シート５の前記重ね代部分５ａの上に沿って、補強用のガラス繊維テープ１５が熱圧着されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、耐火シート重ね代部分５ａの上に沿って、補強用のガラス繊維テープ１５が熱圧着されているので、火災時の熱による耐火シート重ね代部分５ａの発泡に追従して補強用のガラス繊維テープ１５も伸びることにより、良好な発泡を確保できる。

請求項４に記載の発明は、例えば図２及び図３に示すように、
請求項１から３のいずれか一項に記載の溝形鋼の耐火被覆構造において、
前記裏当て部材１３は、断面コ字状の鋼板で形成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、裏当て部材１３が、断面コ字状の鋼板で形成されているので、断面コ字状の鋼板による裏当て部材１３を溝形鋼３と角パイプ状に閉合できて剛性に優れる。

請求項５に記載の発明は、例えば図２及び図３に示すように、
請求項１から４のいずれか一項に記載の溝形鋼の耐火被覆構造において、
前記溝形鋼３は、前記開放端を側方に向け、かつ上下に位置させて配置されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、溝形鋼３は、その開放端を側方に向け、かつ上下に位置させて配置されているので、溝形鋼３の側方に向けた開放端に裏当て部材１３を閉合できて剛性に優れる。

請求項６に記載の発明は、例えば図１から図５に示すように、
請求項１から５のいずれか一項に記載の溝形鋼の耐火被覆構造において、
前記溝形鋼は、建物ユニットの天井梁３及び床梁２であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、建物ユニットの溝形鋼による天井梁３及び床梁２なので、その建物ユニットの溝形鋼による天井梁３及び床梁２の耐火性能に優れる。
そして、建物ユニットであれば工場での製造が可能であり、耐火シートも工場にて取付けることができる。
したがって、ユニット式建物の現場での耐火被覆作業を軽減することが可能となる。

本発明によれば、溝形鋼を耐火シートで被覆する構造において、溝形鋼の開放端部での耐火シートの曲げを緩やかにして損傷をなくすことができるとともに、耐火性能を向上することができる。

本発明を適用した建物ユニットの斜視図である。本発明に係る溝形鋼の耐火被覆構造を示すもので、図１の天井梁の縦断面図である。天井梁に対する耐火シートの被覆割り付け例を示すもので、端面図（ａ）、平面図（ｂ）、及び正面図（ｃ）である。床梁に対する耐火シートの被覆と床版の取付構造例を示すもので、縦断面図（ａ）と、その構成部品の分解斜視図（ｂ）である。床梁に対する耐火シートの被覆と外壁の取付構造例を示すもので、縦断面図（ａ）と、その取付ブラケットを分解して示した斜視図（ｂ）である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
（実施形態）
図１は本発明を適用した建物ユニットを示すもので、建物ユニットは、図示のように、鉄骨製の四隅の柱１、四辺の床梁２、四辺の天井梁３を、八隅の接合部のダイヤフラム４でそれぞれ接合して略直方体形状に組み立てられている。
そして、柱１、床梁２及び天井梁３には、耐火シート５がそれぞれ被覆されている。
また、ダイヤフラム４の内部には、耐火材のロックウールが充填されている。
なお、図示例では、床梁２の上に、耐火被覆材やＡＬＣ（Autoclaved Lightweight Concrete）等の耐火パネルからなる床版６が設置されて、天井梁３の間に天井小梁７が架設されるともに、例えば石膏ボードによる天井材８が張り付けられている。

このような鉄骨製の柱１、床梁２及び天井梁３を組み立てて構成される略直方体形状の建物ユニットを、前後方向及び左右方向に並べて連結し、上下にも積み上げて連結することで、所望のユニット式建物が構築される。
実施例では、柱１は角形鋼管により形成され、床梁２及び天井梁３は、ウェブと上下のフランジを有する溝形鋼により形成されている。

図２は本発明に係る溝形鋼の耐火被覆構造を示すもので、図示のように、溝形鋼による天井梁３には、その溝形鋼の開放端内に、当該開放端より外側に突出する裏当て部材１３が一体に接合されている。
図示例において、天井梁３は、その溝形鋼の開放端を側方に向け、かつ上下に位置させて配置されている。
なお、溝形鋼の開放端とは、ウェブの上下のフランジの先端を指す。

裏当て部材１３は、断面コ字状の鋼板で形成されて、その断面コ字状の開放端を天井梁３の溝形鋼開放端内に挿入して溶接することで、天井梁３の溝形鋼開放端から裏当て部材１３の断面コ字状の側面部が突出している。
なお、天井梁３の溝形鋼内部に補強板３ａが設けられて、裏当て部材１３の断面コ字状内部にも補強板１３ａが設けられている。これら補強板３ａ・１３ａを設けることで、火災時の加熱による鋼材内部での熱還流を低下させる。

そして、一体の天井梁３及び裏当て部材１３の外周面に沿って、例えば発泡性アクリル系樹脂製の耐火シート５が被覆されている。
ここで、耐火シート５の重ね代部分５ａは、天井梁３及び裏当て部材１３の上面に位置させて熱融着する。
さらに、耐火シート５の重ね代部分５ａの上に沿ってガラス繊維テープ１５を貼り付けて熱圧着により埋没処理する。

図３は天井梁３に対する耐火シート５の被覆割り付け例を示すもので、図３（ｂ）及び（ｃ）において、点線Ａで示した三本の縦目地が四枚の耐火シート５の割り付け目地であり、点線Ｂで示した一本の横目地が耐火シート５の重ね代部分５ａの合わせ目地である。
なお、図３（ａ）では、天井梁３及び裏当て部材１３の下面において、耐火シート５が、図２に示したように段差部に追従せずに、斜めとなっている。
このように、耐火シート５を、天井梁３及び裏当て部材１３の下面の段差部に追従せずに浮いて斜めに張った状態にしてもよい。

以上、実施形態によれば、天井梁３の溝形鋼開放端内に、当該開放端より外側に突出する断面コ字状の鋼板で形成された裏当て部材１３を設け、天井梁３に対し耐火シート５を溝形鋼開放端から外側に突出する裏当て部材１３にまで被覆した構造なので、天井梁３の溝形鋼開放端部での耐火シート５の曲げを外側に突出する裏当て部材１３により緩やかにして損傷をなくすことができる。
また、天井梁３の溝形鋼開放端より外側に突出する裏当て部材１３にまで耐火シート５を均等に被覆したことで、耐火性能を向上することができる。
さらに、天井梁３の溝形鋼開放端内に、当該開放端より外側に突出する断面コ字状の鋼板による裏当て部材１３を設けたことで、天井梁３の剛性も向上する。

そして、耐火シート５の重ね代部分５ａを、天井梁３の溝形鋼上面側に位置させたことで、例えば耐火シート重ね代部分５ａを天井梁３の溝形鋼下面側にした場合のような火災時の熱による発泡時に重力の影響で重ね代部分５ａにおける耐火シート５の端部同士が離れやすい問題を解消することができる。
すなわち、耐火シート重ね代部分５ａを天井梁３の溝形鋼下面側にした場合、火災時の熱で発泡した耐火シート５が重力で引っ張られて天井梁３の溝形鋼開放端の上部にテンションが掛かり、重ね代部分５ａにおける耐火シート５の端部同士が離れやすい問題がある。
これに対し、実施形態では、天井梁３の溝形鋼上面側の耐火シート重ね代部分５ａで前記テンションを吸収するとともに、耐火シート重ね代部分５ａを溝形鋼３の下面側にした場合よりも重力の影響を受けにくくなるので、火災時の熱による発泡時に、重ね代部分５ａにおける耐火シート５の端部同士が離れにくいものとなって、前記問題を解消することができる。

さらに、耐火シート重ね代部分５ａの上に沿って、補強用のガラス繊維テープ１５を貼り付けて熱圧着したことで、火災時の熱による耐火シート重ね代部分５ａの発泡に追従して補強用のガラス繊維テープ１５も伸びることにより、良好な発泡を確保できる。

また、断面コ字状の鋼板による裏当て部材１３としたことで、その断面コ字状の鋼板による裏当て部材１３を溝形鋼３と角パイプ状に閉合できて剛性に優れたものになる。

しかも、溝形鋼の開放端を側方に向け、かつ上下に位置させて配置した天井梁３なので、その天井梁３の側方に向けた溝形鋼開放端に裏当て部材１３を閉合できて剛性に優れたものになる。

そして、建物ユニットの溝形鋼による天井梁３なので、その建物ユニットの天井梁３を形成する溝形鋼の耐火性能に優れたものになる。

図４（ａ）及び（ｂ）は床梁２に対する耐火シート５の被覆と床版６の取付構造例を示すもので、図示のように、溝形鋼による床梁２には、その溝形鋼の開放端内に、当該開放端より外側に突出する裏当て部材１２が一体に接合されている。
図示例において、床梁２は、天井梁３と同様、その溝形鋼の開放端を側方に向け、かつ上下に位置させて配置されている。

裏当て部材１２は、断面コ字状の鋼板で形成されて、その断面コ字状の開放端を床梁２の溝形鋼開放端内に挿入して溶接することで、床梁２の溝形鋼開放端から裏当て部材１２の断面コ字状の側面部が突出している。
なお、床梁２の溝形鋼内部に補強板２ａが設けられて、裏当て部材１２の断面コ字状内部にも補強板１２ａが設けられている。これら補強板２ａ・１２ａによって、火災時の加熱による鋼材内部での熱還流を低下させる。

そして、一体の床梁２及び裏当て部材１２の外周面に沿って、天井梁３と同様に、例えば発泡性アクリル系樹脂製の耐火シート５が被覆されている。
耐火シート５の重ね代部分５ａは、床梁２及び裏当て部材１２の上面に位置させて熱融着する。

このように、床梁２の溝形鋼開放端内に、当該開放端より外側に突出する断面コ字状の鋼板で形成された裏当て部材１２を設け、床梁２に対し耐火シート５を溝形鋼開放端から外側に突出する裏当て部材１２にまで被覆した構造としても、前述した天井梁３と同様の作用効果が得られる。

以上の床梁２の裏当て部材１２側の内面には、山形鋼１６がボルトナット１７で結合されて、その山形鋼１６の上に、例えばＡＬＣによる床版６が長ねじ６１で固定されている。
また、床梁２の上面には、薄い補助床版６ａが長ねじ６２で固定されている。
そして、山形鋼１６を覆うように耐火被覆材１８が、床版６の下面にワッシャー一体ねじ６３で固定されて、床梁２の裏当て部材１２側の側面にワッシャー一体溶接ピン６４で固定されている。

ここで、耐火シート５において、裏当て部材１２の側面と山形鋼１６及び耐火被覆材１８とで挟まれた部位は、火災時の加熱によっても発泡しない非発泡部分５ｂとなっているが、山形鋼１６を覆うように設けた耐火被覆材１８によって耐火性は確保されている。

図５（ａ）及び（ｂ）は床梁２に対する耐火シート５の被覆と外壁９の取付構造例を示すもので、図示のように、溝形鋼による床梁２の外面に、耐火被覆材やＰＡＬＣ（Precastable Autoclaved Lightweight Ceramics）等の耐火パネルからなる外壁９がブラケット９１を介しボルト９２・９３により固定されている。
そして、外壁９の床梁２より上方の内面に耐火被覆材９４がワッシャー一体ねじ９５で固定されて、その耐火被覆材９４が床梁２の上面にワッシャー一体溶接ピン９６で結合されている。

ここで、耐火シート５において、床梁２の溝形鋼外面と外壁９とで囲まれた部位が、火災時の加熱によっても発泡しない非発泡部分５ｃとなっているが、その上方は、外壁９を取り付けるブラケット９１を覆うように設けた耐火被覆材９４によって耐火性は確保されている。
なお、床梁２に代えて天井梁３でもよい。

以上のとおり、建物ユニットであれば工場での製造が可能であり、耐火シートも工場にて取付けることができる。
したがって、ユニット式建物の現場での耐火被覆作業を軽減することが可能となる。

（変形例）
以上の実施形態においては、建物ユニットの天井梁及び床梁を形成する溝形鋼としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、建物の鉄骨を構成する溝形鋼であってもよい。
また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

２床梁（溝形鋼）
３天井梁（溝形鋼）
３ａ補強板
５耐火シート
５ａ重ね代部分
５ｂ非発泡部分
５ｃ非発泡部分
６床版
６ａ補助床版
７天井小梁
８天井板
９外壁
１２裏当て部材
１２ａ補強板
１３裏当て部材
１３ａ補強板
１５ガラス繊維テープ
１６山形鋼
１７ボルトナット
１８耐火被覆材
６１長ねじ
６２長ねじ
６３ワッシャー一体ねじ
６４ワッシャー一体溶接ピン
９１ブラケット
９２ボルト
９３ボルト
９４耐火被覆材
９５ワッシャー一体ねじ
９６ワッシャー一体溶接ピン

Claims

建物の天井梁や床梁等の鉄骨を構成する溝形鋼を耐火シートで被覆する構造であって、
前記溝形鋼の開放端内に、当該開放端より外側に突出する裏当て部材が設けられており、
前記溝形鋼に対し前記耐火シートが前記開放端から外側に突出する前記裏当て部材にまで被覆されていることを特徴とする溝形鋼の耐火被覆構造。
請求項１に記載の溝形鋼の耐火被覆構造において、
前記耐火シートの重ね代部分は、前記溝形鋼の上面側に位置していることを特徴とする溝形鋼の耐火被覆構造。
請求項２に記載の溝形鋼の耐火被覆構造において、
前記耐火シートの前記重ね代部分の上に沿って、補強用のガラス繊維テープが熱圧着されていることを特徴とする溝形鋼の耐火被覆構造。
請求項１から３のいずれか一項に記載の溝形鋼の耐火被覆構造において、
前記裏当て部材は、断面コ字状の鋼板で形成されていることを特徴とする溝形鋼の耐火被覆構造。
請求項１から４のいずれか一項に記載の溝形鋼の耐火被覆構造において、
前記溝形鋼は、前記開放端を側方に向け、かつ上下に位置させて配置されていることを特徴とする溝形鋼の耐火被覆構造。
請求項１から５のいずれか一項に記載の溝形鋼の耐火被覆構造において、
前記溝形鋼は、建物ユニットの天井梁及び床梁であることを特徴とする溝形鋼の耐火被覆構造。